La robustezza delle infrastrutture urbane in situazioni di crisi dipende principalmente dalla stabilità dell'alimentazione. Questa è una sfida particolare quando si pianificano future reti intelligenti che devono comunque far fronte a condizioni volatili. Le reti intelligenti non sono solo caratterizzate dall'interazione di molti componenti, sono sempre più controllati automaticamente e, così, ancora più vulnerabili agli attacchi informatici o ai disastri naturali. I ricercatori del Karlsruhe Institute of Technology (KIT) lavorano per migliorare in modo specifico e sostenibile la resilienza della rete.

"L'aumento del controllo della nostra alimentazione da parte delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione si traduce in una maggiore vulnerabilità, " spiega Sadeeb Simon Ottenburger, scienziato dell'Istituto di KIT per le tecnologie nucleari ed energetiche (IKET). Lo scambio di dati tramite sistemi di informazione e comunicazione paralleli è un requisito per la decentralizzazione, basato sulla domanda, e un'alimentazione economicamente efficiente da parte delle future reti intelligenti. Manipolando questi dati, gli hacker possono cambiare le cifre della domanda e altri valori già oggi e, così, causare un presunto sovraccarico della rete o spegnere i componenti che dovrebbero fornire energia. "In teoria, tutto può essere hackerato, " dice l'esperto. Un attacco in Ucraina nel dicembre 2015 mostra cosa significa. Ha causato un blackout totale.

In vista di potenziali attacchi informatici, ma anche altre situazioni di crisi, come terremoti o forti piogge, Ottenburger lavora su una strategia preventiva che considera i rischi già in fase di pianificazione e che dovrebbe essere implementata nel sistema di gestione dell'energia. Questa strategia dovrebbe funzionare in tempo reale e non solo in caso di blackout, ma anche in condizioni di mancanza di energia, i cosiddetti abbandoni. Il lavoro del matematico si concentra su due leve. in primo luogo, la topologia della griglia può essere scelta in modo tale che risultino gradi di libertà. Deve essere basato su microgrid, ovvero tante piccole isole che possono fornire energia indipendentemente l'una dall'altra. Di conseguenza, è possibile distribuire infrastrutture critiche a diverse microgrid. Tale sottogriglia, ad esempio, assicurata l'alimentazione di un ospedale universitario dopo il terremoto di Fukushima.

Altri gradi di libertà derivano dalla configurazione dei componenti di distribuzione dell'energia all'interno di una microgrid, cioè dei produttori, sistemi di stoccaggio, e i sistemi di informazione e comunicazione. La topologia di una smart grid basata su microgrid e la configurazione di queste singole reti devono quindi essere utilizzate come variabile in un modello di simulazione. Il modello verrà applicato per simulare scenari di blackout per le città in condizioni quadro mutevoli e tenendo conto della situazione in altre infrastrutture critiche. "Apriamo un nuovo campo di ricerca energetica al KIT e desideriamo migliorare la resilienza degli spazi urbani con il nostro modello, "dice Ottenburger.

Il modello di simulazione sarà sviluppato in collaborazione con il Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) sulla base dei dati locali di Karlsruhe. Al CEDIM, un istituto di ricerca interdisciplinare di KIT, 16 istituti cooperano nell'area della gestione delle catastrofi. Sviluppano strumenti e tecnologie che aiutano ad analizzare, identificare in precedenza, e affrontare meglio i rischi naturali e causati dall'uomo.